本發(fā)明涉及數(shù)字化油田，尤其涉及基于智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、本發(fā)明基于智能數(shù)字化底座的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)，主要解決了生產(chǎn)效率、設(shè)備適配性、安全性和能效優(yōu)化等問題，系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)采集和建模，利用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘算法，優(yōu)化關(guān)鍵參數(shù)如風(fēng)門設(shè)定、生產(chǎn)指標(biāo)和報(bào)警參數(shù)，確保操作參數(shù)合理且穩(wěn)定。

2、通過對(duì)生產(chǎn)數(shù)據(jù)的實(shí)時(shí)分析，系統(tǒng)能優(yōu)化生產(chǎn)過程，減少停爐次數(shù)，提升生產(chǎn)達(dá)標(biāo)率，并在節(jié)能模式下控制能耗，降低成本。

3、同時(shí)，系統(tǒng)檢查設(shè)備與工藝的適配性，避免因不匹配導(dǎo)致的效率降低或安全隱患，安全方面，系統(tǒng)通過智能報(bào)警和故障預(yù)警功能，實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過程，及時(shí)發(fā)現(xiàn)并處理安全隱患，保障生產(chǎn)的連續(xù)性，能效方面，系統(tǒng)監(jiān)測實(shí)時(shí)能耗，確保運(yùn)行符合節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)，并提供優(yōu)化建議，提升整體能效，最終，通過綜合優(yōu)化引擎，系統(tǒng)為用戶提供決策支持，幫助實(shí)現(xiàn)高效、安全、節(jié)能的生產(chǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺點(diǎn)，而提出的基于智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用了如下技術(shù)方案：

3、設(shè)計(jì)基于智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法，所述該智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法包括智能數(shù)字化底座技術(shù)、多參數(shù)優(yōu)化技術(shù)和生產(chǎn)參數(shù)分析；

4、所述智能數(shù)字化底座技術(shù)包含智慧油田站場數(shù)字孿生一鍵優(yōu)化模塊、智能數(shù)字化底座模塊、物聯(lián)網(wǎng)邊緣服務(wù)模塊；

5、所述多參數(shù)優(yōu)化技術(shù)包含泵運(yùn)行參數(shù)優(yōu)化、摻水系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化、加熱系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化、輸送系統(tǒng)參數(shù)優(yōu)化、安全與報(bào)警參數(shù)優(yōu)化、能源消耗參數(shù)優(yōu)化、生產(chǎn)工藝參數(shù)優(yōu)化；

6、所述生產(chǎn)參數(shù)分析包含各泵平均線電流分析、各泵平均線電壓分析、總摻水量分析、摻水出口溫度分析、摻水匯管溫度分析、摻水泵出口匯管壓力分析、采暖泵進(jìn)出口壓力分析、摻水介質(zhì)比熱容分析、摻水介質(zhì)密度分析、外輸液量與進(jìn)站液量分析、液體溫度分析、含水率分析、外輸介質(zhì)比熱容與密度分析、站耗電量分析。

7、詳細(xì)的說，所述該能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)如下：

8、第一步：參數(shù)優(yōu)化與設(shè)定合理性；

9、第二步：生產(chǎn)效率與能耗控制；

10、第三步：設(shè)備與工藝的適配性檢查；

11、第四步：安全隱患的實(shí)時(shí)監(jiān)測與優(yōu)化；

12、第五步：能效監(jiān)測與達(dá)標(biāo)檢查；

13、第六步：綜合運(yùn)行優(yōu)化與決策支持。

14、詳細(xì)的說，基于第一步得到的，通過數(shù)據(jù)采集與建模，利用油田站場中的傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)過程中關(guān)鍵的操作參數(shù)，如風(fēng)門設(shè)定、生產(chǎn)指標(biāo)和報(bào)警參數(shù)；

15、獲取的數(shù)據(jù)包括溫度、壓力、流量和液位等關(guān)鍵指標(biāo)，系統(tǒng)應(yīng)用機(jī)器學(xué)習(xí)和數(shù)據(jù)挖掘算法，基于歷史數(shù)據(jù)和實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)，對(duì)當(dāng)前參數(shù)進(jìn)行建模與分析，識(shí)別出優(yōu)化空間，通過模擬仿真，系統(tǒng)自動(dòng)調(diào)整參數(shù)設(shè)定。

16、詳細(xì)的說，基于第二步得到的，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，結(jié)合高頻數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，監(jiān)控生產(chǎn)過程中關(guān)鍵指標(biāo)，如產(chǎn)液量、產(chǎn)油量和能耗數(shù)據(jù)，系統(tǒng)基于歷史數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，識(shí)別生產(chǎn)過程中的低效環(huán)節(jié)，并構(gòu)建生產(chǎn)優(yōu)化模型。

17、詳細(xì)的說，基于第三步得到的，通過建設(shè)設(shè)備參數(shù)庫，涵蓋如燃燒器和加熱爐的詳細(xì)參數(shù)，包括功率、燃燒方式和受壓方式，系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與設(shè)備參數(shù)庫的對(duì)比，應(yīng)用匹配算法，自動(dòng)判斷設(shè)備與工藝的適配性。

18、詳細(xì)的說，基于第四步得到的，通過安全監(jiān)測功能，實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵傳感器數(shù)據(jù)，并與系統(tǒng)內(nèi)置的安全規(guī)則庫進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。

19、詳細(xì)的說，基于第五步得到的，根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)能效監(jiān)測模塊，實(shí)時(shí)采集和分析系統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的能效標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，以判斷系統(tǒng)的節(jié)能狀態(tài)，系統(tǒng)自動(dòng)生成能效達(dá)標(biāo)報(bào)告，展示各項(xiàng)能效指標(biāo)的達(dá)標(biāo)情況。

20、詳細(xì)的說，基于第六步得到的，構(gòu)建一個(gè)綜合優(yōu)化引擎，集成參數(shù)優(yōu)化模塊、生產(chǎn)效率優(yōu)化模塊、設(shè)備適配性檢查模塊、安全監(jiān)測與能效檢查模塊，系統(tǒng)通過優(yōu)化引擎的輸出，設(shè)計(jì)一個(gè)用戶友好的決策支持界面，展示優(yōu)化建議、運(yùn)行狀態(tài)和預(yù)測結(jié)果，幫助用戶在生產(chǎn)過程中做出科學(xué)的決策。

21、本發(fā)明提出的設(shè)計(jì)方案，在應(yīng)用過程中，其有益效果在于：

22、1、全面的優(yōu)化能力：現(xiàn)有技術(shù)通常只能針對(duì)特定的參數(shù)或設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，而本發(fā)明能夠?qū)τ吞镎緢龅亩鄠€(gè)方面進(jìn)行綜合優(yōu)化，包括風(fēng)門設(shè)定、生產(chǎn)指標(biāo)、燃燒器匹配、安全報(bào)警、節(jié)能模式等，這種全面的優(yōu)化能力能夠顯著提高系統(tǒng)的整體效率和生產(chǎn)效益，而不僅僅是單一參數(shù)的優(yōu)化。

23、2、高度智能化：本發(fā)明采用先進(jìn)的算法和模型，能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析、預(yù)測性維護(hù)以及智能決策支持，相比現(xiàn)有技術(shù)的手動(dòng)或半自動(dòng)化處理方式，本發(fā)明顯著提升了系統(tǒng)的自動(dòng)化和智能化水平，能夠更為高效和精確地優(yōu)化生產(chǎn)過程。

24、3、集成多維度的安全監(jiān)測：本發(fā)明不僅注重生產(chǎn)優(yōu)化，還具備完善的安全監(jiān)測功能，能夠進(jìn)行實(shí)時(shí)的故障預(yù)警和安全隱患排查，與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的多維度監(jiān)測和預(yù)警功能可以更早地發(fā)現(xiàn)潛在風(fēng)險(xiǎn)，防止事故發(fā)生，從而大幅提高系統(tǒng)的安全性和可靠性。

25、4、優(yōu)化與節(jié)能結(jié)合：本發(fā)明在優(yōu)化過程中特別考慮了節(jié)能目標(biāo)，特別是在高耗能設(shè)備如加熱爐的操作上，能夠通過智能調(diào)配資源來降低能耗，與傳統(tǒng)技術(shù)相比，本發(fā)明將節(jié)能與優(yōu)化相結(jié)合，不僅減少了運(yùn)營成本，還顯著提高了環(huán)保效益。

26、5、高度的用戶定制化與易用性：本發(fā)明允許用戶根據(jù)具體的工藝需求和生產(chǎn)目標(biāo)進(jìn)行定制優(yōu)化，并提供直觀的用戶界面和操作體驗(yàn)，相比現(xiàn)有技術(shù)，本發(fā)明的高度定制化和易用性使系統(tǒng)能夠更好地適應(yīng)不同用戶的需求，提升了用戶體驗(yàn)。

27、6、高效的實(shí)時(shí)響應(yīng)與數(shù)據(jù)處理：本發(fā)明具備強(qiáng)大的數(shù)據(jù)處理能力和實(shí)時(shí)響應(yīng)能力，能夠快速處理大量實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)并即時(shí)提供優(yōu)化建議，與現(xiàn)有技術(shù)相比，這種實(shí)時(shí)性和高效性顯著減少了決策時(shí)間，提高了生產(chǎn)和維護(hù)的效率。

28、7、一鍵操作的便捷性：本發(fā)明提供的一鍵優(yōu)化功能，使復(fù)雜的優(yōu)化操作變得簡便易行，用戶只需一鍵即可完成全站的優(yōu)化任務(wù)，降低了操作的復(fù)雜性，減少了人為操作的誤差和工作負(fù)擔(dān)，而這是現(xiàn)有技術(shù)中常常缺乏的便捷性功能。

29、8、全面的標(biāo)準(zhǔn)化支持：本發(fā)明嚴(yán)格按照行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行設(shè)計(jì)，確保優(yōu)化過程中的各項(xiàng)操作和參數(shù)符合最新的安全、能效和生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)，相比一些現(xiàn)有的非標(biāo)準(zhǔn)化系統(tǒng)，本發(fā)明的標(biāo)準(zhǔn)化設(shè)計(jì)確保了系統(tǒng)的合規(guī)性和可靠性，增強(qiáng)了系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中的穩(wěn)定性和可持續(xù)性。

30、9、高效的報(bào)告與可視化功能：本發(fā)明提供詳細(xì)的優(yōu)化報(bào)告和可視化展示功能，使用戶能夠直觀了解系統(tǒng)的優(yōu)化情況和潛在問題，這種功能使數(shù)據(jù)解讀更加直觀，優(yōu)化建議更加透明，有助于用戶進(jìn)行后續(xù)決策和改進(jìn)，與現(xiàn)有技術(shù)相比更具優(yōu)勢(shì)。

技術(shù)特征：

1.基于智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法，其特征在于：所述該智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法包括智能數(shù)字化底座技術(shù)、多參數(shù)優(yōu)化技術(shù)和生產(chǎn)參數(shù)分析；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)，其特征在于：所述該能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化系統(tǒng)如下：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)，其特征在于：基于第一步得到的，通過數(shù)據(jù)采集與建模，利用油田站場中的傳感器和數(shù)據(jù)采集設(shè)備，實(shí)時(shí)獲取生產(chǎn)過程中關(guān)鍵的操作參數(shù)，如風(fēng)門設(shè)定、生產(chǎn)指標(biāo)和報(bào)警參數(shù)；

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)，其特征在于：基于第二步得到的，通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)分析，結(jié)合高頻數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)，監(jiān)控生產(chǎn)過程中關(guān)鍵指標(biāo)，如產(chǎn)液量、產(chǎn)油量和能耗數(shù)據(jù)，系統(tǒng)基于歷史數(shù)據(jù)，利用大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，識(shí)別生產(chǎn)過程中的低效環(huán)節(jié)，并構(gòu)建生產(chǎn)優(yōu)化模型。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)，其特征在于：基于第三步得到的，通過建設(shè)設(shè)備參數(shù)庫，涵蓋如燃燒器和加熱爐的詳細(xì)參數(shù)，包括功率、燃燒方式和受壓方式，系統(tǒng)通過實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)與設(shè)備參數(shù)庫的對(duì)比，應(yīng)用匹配算法，自動(dòng)判斷設(shè)備與工藝的適配性。

6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)，其特征在于：基于第四步得到的，通過安全監(jiān)測功能，實(shí)時(shí)監(jiān)控生產(chǎn)過程中的關(guān)鍵傳感器數(shù)據(jù)，并與系統(tǒng)內(nèi)置的安全規(guī)則庫進(jìn)行對(duì)比，發(fā)現(xiàn)潛在的安全隱患。

7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)，其特征在于：基于第五步得到的，根據(jù)國家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，設(shè)計(jì)能效監(jiān)測模塊，實(shí)時(shí)采集和分析系統(tǒng)的能耗數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)與預(yù)設(shè)的能效標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行對(duì)比，以判斷系統(tǒng)的節(jié)能狀態(tài)，系統(tǒng)自動(dòng)生成能效達(dá)標(biāo)報(bào)告，展示各項(xiàng)能效指標(biāo)的達(dá)標(biāo)情況。

8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)，其特征在于：基于第六步得到的，構(gòu)建一個(gè)綜合優(yōu)化引擎，集成參數(shù)優(yōu)化模塊、生產(chǎn)效率優(yōu)化模塊、設(shè)備適配性檢查模塊、安全監(jiān)測與能效檢查模塊，系統(tǒng)通過優(yōu)化引擎的輸出，設(shè)計(jì)一個(gè)用戶友好的決策支持界面，展示優(yōu)化建議、運(yùn)行狀態(tài)和預(yù)測結(jié)果，幫助用戶在生產(chǎn)過程中做出科學(xué)的決策。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明涉及數(shù)字化油田技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及基于智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法及系統(tǒng)，基于智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法，所述該智能數(shù)字化的油田數(shù)字孿生站場運(yùn)行優(yōu)化方法包括智能數(shù)字化底座技術(shù)、多參數(shù)優(yōu)化技術(shù)和生產(chǎn)參數(shù)分析；所述智能數(shù)字化底座技術(shù)包含智慧油田站場數(shù)字孿生一鍵優(yōu)化模塊、智能數(shù)字化底座模塊、物聯(lián)網(wǎng)邊緣服務(wù)模塊。全面的優(yōu)化能力：現(xiàn)有技術(shù)通常只能針對(duì)特定的參數(shù)或設(shè)備進(jìn)行優(yōu)化，而本發(fā)明能夠?qū)τ吞镎緢龅亩鄠€(gè)方面進(jìn)行綜合優(yōu)化，包括風(fēng)門設(shè)定、生產(chǎn)指標(biāo)、燃燒器匹配、安全報(bào)警、節(jié)能模式等，這種全面的優(yōu)化能力能夠顯著提高系統(tǒng)的整體效率和生產(chǎn)效益，而不僅僅是單一參數(shù)的優(yōu)化。

技術(shù)研發(fā)人員：劉永才,吳中華,李楠,劉辛酉,王飛,曾祥茂,楊岳佳
受保護(hù)的技術(shù)使用者：深圳市佳運(yùn)通電子有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2